Un nuevo nanomaterial reemplaza al mercurio para producir luz UVC
Nuevos diodos emisores de luz, o LED, han sido creados a partir de un nanomaterial que emite luz ultravioleta. Es la primera vez que alguien crea luz ultravioleta en una superficie de grafeno.
Según sus desarrolladores, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), se trata de un nuevo componente electrónico que tiene el potencial de convertirse en un producto comercial. No es tóxico y podría resultar más barato, más estable y duradero que las lámparas fluorescentes de hoy (como la de la imagen de arriba). El avance se publica en Nano Letters.
Aunque es importante protegernos de la exposición excesiva a la radiación UV del sol, la luz ultravioleta también tiene propiedades muy útiles. Esto se aplica especialmente a la luz UV con longitudes de onda cortas de 100-280 nanómetros, llamada luz UVC, que es especialmente útil por su capacidad para destruir bacterias y virus.
Afortunadamente, los peligrosos rayos UVC del sol quedan atrapados por la capa de ozono y el oxígeno y no llegan a la Tierra. Pero es posible crear luz UVC, que se puede usar para limpiar superficies y equipos hospitalarios, o para purificar el agua y el aire.
El problema hoy en día es que muchas lámparas UVC contienen mercurio. El Convenio de Minamata de la ONU, que entró en vigencia en 2017, establece medidas para eliminar la minería de mercurio y reducir el uso de mercurio. La convención recibió su nombre en memoria un pueblo pesquero japonés donde la población fue envenenada por las emisiones de mercurio de una fábrica en la década de 1950.
CONSTRUYENDO SOBRE EL GRAFENO
Una capa de grafeno colocada sobre vidrio forma el sustrato para el nuevo diodo de los investigadores que genera luz UV.
El grafeno es un material cristalino súperfuerte y ultrafino que consiste en una sola capa de átomos de carbono. Los investigadores han tenido éxito en el desarrollo de nanocables de nitruro de galio y aluminio (AlGaN) en la red de grafeno.
El proceso se lleva a cabo en una cámara de vacío de alta temperatura donde los átomos de aluminio y galio se depositan o crecen directamente sobre el sustrato de grafeno, con alta precisión y en presencia de plasma de nitrógeno.
Este proceso se conoce como epitaxia de haz molecular (MBE) y se lleva a cabo en Japón, donde el equipo de investigación de NTNU colabora con la profesora Katsumi Kishino en la Universidad de Sofía en Tokio.
Después de cultivar la muestra, se transporta al NTNU NanoLab, donde los investigadores hacen contactos de metal de oro y níquel en el grafeno y los nanocables. Cuando se envía energía desde el grafeno y a través de los nanocables, emiten luz UV.
El grafeno es transparente para la luz de todas las longitudes de onda, y la luz emitida por los nanocables brilla a través del grafeno y el vidrio.
El objetivo es comercializar la tecnología en 2022.